[發(fā)明專利]一種評(píng)價(jià)波浪作用下砂土對(duì)埋置海底管線抗力的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510808268.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN105424466A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧海峰;曹文冉;劉振紋;羅小橋;許浩;祁磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N3/22;G01N3/24
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 馬苗苗

1.一種評(píng)價(jià)波浪作用下砂土對(duì)埋置海底管線抗力的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取砂土試樣，并測(cè)定所述砂土試樣的物理參數(shù)；

采用干裝法將所述砂土試樣制備為不同相對(duì)密實(shí)度的土體試樣；

對(duì)所述不同相對(duì)密實(shí)度的土體試樣中的每種相對(duì)密實(shí)度的土體試樣，選定不同的初始靜應(yīng)力比、對(duì)所述土體試樣施加不同的動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比，并控制所述動(dòng)循環(huán)的次數(shù)和加載時(shí)間，獲得動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變的變化規(guī)律曲線、循環(huán)強(qiáng)度的變化規(guī)律曲線；

根據(jù)所述動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變的變化規(guī)律曲線、循環(huán)強(qiáng)度的變化規(guī)律曲線，建立砂土動(dòng)強(qiáng)度-變形以及孔隙水壓力增長(zhǎng)模式理論模型；

將所述理論模型嵌入到通用有限元分析軟件中，并考慮管-土相互作用，建立波浪作用下埋置海底管線與砂質(zhì)海床土體相互作用三維數(shù)值計(jì)算模型，并對(duì)管線分別施加水平和豎直向作用力，進(jìn)而根據(jù)荷載位移關(guān)系，獲得砂質(zhì)海床對(duì)埋置海底管線的約束作用力大小。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理參數(shù)包括最大最小孔隙比(e_max，e_min)，顆粒級(jí)配曲線和比重(G_s)。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同相對(duì)密實(shí)度的土體試樣具體包括相對(duì)密實(shí)度Dr為0.6、0.7、0.8、0.9土體試樣，其中，Dr＝(e_max-e)/(e_max-e_min)，所述e為孔隙比，所述e_max為所述砂土試樣的最大孔隙比，所述emin為所述砂土試樣的最小孔隙比。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比具體包括動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比σ_d/σ₃為0.3、0.4、0.5和0.6，所謂的動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比是指周期荷載中的峰值應(yīng)力與圍壓的比值。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述不同相對(duì)密實(shí)度的土體試樣中的每種相對(duì)密實(shí)度的土體試樣，選定不同的初始靜應(yīng)力比、對(duì)所述土體試樣施加不同的動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比，并控制所述動(dòng)循環(huán)的次數(shù)和加載時(shí)間，獲得動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變的變化規(guī)律曲線、循環(huán)強(qiáng)度的變化規(guī)律曲線，具體為：

對(duì)所述相對(duì)密實(shí)度Dr為0.6、0.7、0.8、0.9土體試樣，初始靜應(yīng)力σ₁/σ₃為0.15、0.3、0.5和0.7，對(duì)所述土體試樣施加對(duì)動(dòng)循環(huán)應(yīng)力比σ_d/σ₃為0.3、0.4、0.5和0.6，進(jìn)行64組空心扭剪三軸試驗(yàn)，并通過控制動(dòng)循環(huán)應(yīng)力次數(shù)和加載時(shí)間，以獲得動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變的變化規(guī)律曲線、循環(huán)強(qiáng)度的變化規(guī)律曲線。